RU2015143603A

RU2015143603A - Системы и способы защиты боковых стенок электролизера

Info

Publication number: RU2015143603A
Application number: RU2015143603A
Authority: RU
Inventors: Синхуа ЛЮ; Дуглас А. ВЕЙРОЧ; Фрэнки Э. ФЕЛПС; Джозеф М. ДАЙНИС; Джонелл М. КЕРКХОФФ; Роберт А. ДИМИЛИЯ
Original assignee: Алкоа Инк.
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2017-04-20
Also published as: WO2014165203A1; CN104047025B; BR112015021941B1; CA2901615C; US9771659B2; EP2971257B1; AU2016247228A1; US20140262807A1; RU2642782C2; EP2971257A4; BR112015021941A2; CN104047025A; CN203999841U; BR112015021941A8; AU2014248631B2; AU2014248631A1; AU2018267670A1; EP2971257A1; CA2901615A1

Claims

1. Система, включающая в себя:

электролизер, выполненный с возможностью удерживать расплавленную ванну электролита, включающую по меньшей мере один компонент ванны, причем электролизер включает:

подину и

боковую стенку, состоящую по существу из упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны; и

систему питания, выполненную с возможностью подачи питающего материала, включающего упомянутый по меньшей мере один компонент ванны, в расплавленную ванну электролита таким образом, что упомянутый по меньшей мере один компонент ванны находится в пределах 2% от насыщения,

причем с помощью питающего материала боковая стенка является стабильной в расплавленной ванне электролита.

2. Система по п. 1, в которой ванна включает питающий материал при содержании выше его предела насыщения.

3. Система по п. 1, в которой компонент ванны имеет среднее содержание в ванне в пределах 1% от насыщения.

4. Система по п. 1, в которой степень насыщения компонента ванны составляет по меньшей мере примерно 95% от насыщения.

5. Система по п. 1, в которой степень насыщения компонента ванны составляет не более 100% от насыщения.

6. Система по п. 1, в которой компонент ванны имеет процентное содержание в ванне от насыщения, измеренное в положении рядом с боковой стенкой.

7. Система по п. 6, в которой положение рядом с боковой стенкой дополнительно включает: не более 6 дюймов от стенки.

8. Система, включающая в себя:

корпус электролизера, выполненный с возможностью удерживать расплавленную ванну электролита, включающую глинозем, причем электролизер включает:

подину и боковую стенку, состоящую по существу из глинозема; и

систему питания, выполненную с возможностью подачи включающего глинозем питающего материала в расплавленную ванну электролита таким образом, что содержание глинозема в ванне находится в пределах примерно 10% от насыщения,

причем с помощью такого содержания в ванне боковая стенка является стабильной в расплавленной ванне электролита.

9. Система, включающая в себя:

анод;

катод в отстоящем от анода положении;

ванну электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом, причем ванна имеет химический состав ванны, включающий множество компонентов ванны;

корпус электролизера, включающий:

подину и

по меньшей мере одну боковую стенку, окружающую подину, при этом боковая стенка состоит по существу из:

по меньшей мере одного компонента ванны, входящего в химический состав ванны,

при этом химический состав ванны включает упомянутый по меньшей мере один компонент ванны в пределах примерно 10% от предела насыщения для этого компонента, так что с помощью химического состава ванны боковая стенка сохраняется на границе раздела боковой стенки и ванны.

10. Электролизер, включающий в себя:

анод;

катод в отстоящем от анода положении;

расплавленную ванну электролита в жидкостном сообщении с анодом, имеющую химический состав ванны;

корпус электролизера, включающий подину и по меньшей мере одну боковую стенку, окружающую подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью контактировать с расплавленной ванной электролита и удерживать ее, при этом боковая стенка выполнена из материала, который является компонентом химического состава ванны; и

устройство питания, выполненное с возможностью подачи питания, включающего этот компонент, в расплавленную ванну электролита;

причем с помощью устройства питания химический состав ванны поддерживается на уровне или вблизи насыщения упомянутого компонента, так что боковая стенка остается стабильной в расплавленном солевом электролите.

11. Электролизер, включающий в себя:

анод;

катод в отстоящем от анода положении;

расплавленную ванну электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом, причем расплавленная ванна электролита имеет химический состав ванны, включающий по меньшей мере один компонент ванны;

корпус электролизера, имеющий: подину и по меньшей мере одну боковую стенку, окружающую подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать расплавленную ванну электролита, при этом боковая стенка состоит по существу из упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны, причем боковая стенка дополнительно включает:

первую часть боковой стенки, выполненную с возможностью установки на теплоизоляционную футеровку боковой стенки и удерживания электролита; и

вторую часть боковой стенки, выполненную выступающей вверх от подины корпуса электролизера,

причем вторая часть боковой стенки продольно разнесена с первой частью боковой стенки, так что первая часть боковой стенки, вторая часть боковой стенки и основание между первой частью и второй частью образуют желоб;

причем желоб выполнен с возможностью принимать защитный осадок и удерживать этот защитный осадок отдельно от подины электролизера;

причем защитный осадок выполнен с возможностью растворяться из желоба в расплавленную ванну электролита так, что расплавленная ванна электролита имеет уровень содержания упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны, который является достаточным, чтобы сохранять первую часть боковой стенки и вторую часть боковой стенки в расплавленной ванне электролита.

12. Электролизер, включающий в себя:

анод;

катод в отстоящем от анода положении;

вторую часть боковой стенки, выполненную выступающей вверх от подины корпуса электролизера, причем вторая часть боковой стенки продольно разнесена с первой частью боковой стенки, так что первая часть боковой стенки, вторая часть боковой стенки и основание между первой частью и второй частью образуют желоб; при этом желоб выполнен с возможностью принимать защитный осадок и удерживать защитный осадок отдельно от подины электролизера;

причем защитный осадок выполнен с возможностью растворяться из желоба в расплавленную ванну электролита так, что расплавленная ванна электролита имеет уровень содержания упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны, который является достаточным, чтобы сохранять первую часть боковой стенки и вторую часть боковой стенки в расплавленной ванне электролита; и

направляющий элемент, причем направляющий элемент размещен между первой частью боковой стенки и второй частью боковой стенки, при этом направляющий элемент разнесен поперечно над желобом, так что направляющий элемент выполнен с возможностью направлять защитный осадок в желоб.

13. Узел, включающий в себя:

боковую стенку электролиза, имеющую первую часть и вторую часть,

причем вторая часть выполнена совмещающейся с первой частью боковой стенки относительно теплоизоляционной футеровки,

и при этом вторая часть боковой стенки выполнена выступающей от боковой стенки в ступенчатой конфигурации,

причем вторая часть боковой стенки имеет верхнюю поверхность и боковую поверхность, которые образуют ступенчатый участок.

14. Узел по п. 13, в котором верхняя поверхность выполнена обеспечивающей планарную поверхность.

15. Узел по п. 13, в котором верхняя поверхность выполнена обеспечивающей скошенную поверхность, причем скошенная поверхность имеет наклон в сторону первой части боковой стенки, чтобы обеспечить с помощью совместного действия первой части боковой стенки и верхней поверхности второй части боковой стенки углубленную область.

16. Узел по п. 13, в котором углубленная область выполнена с возможностью удерживания в ней защитного осадка.

17. Узел по п. 13, в котором основание содержит упомянутый по меньшей мере один компонент ванны.

18. Узел по п. 13, в котором защитный осадок содержит упомянутый по меньшей мере один компонент ванны.

19. Узел по п. 13, в котором защитный осадок выступает из желоба вверх до по меньшей мере верхней поверхности ванны электролита.

20. Узел по п. 13, включающий в себя:

направляющий элемент, причем направляющий элемент размещен между первой частью боковой стенки и второй частью боковой стенки,

при этом направляющий элемент размещен над основанием желоба, и при этом направляющий элемент выполнен с возможностью направления защитного осадка в желоб.

21. Узел по п. 20, в котором направляющий элемент выполнен из материала, который присутствует в химическом составе ванны, так что с помощью химического состава ванны направляющий элемент сохраняется в расплавленном солевом электролите.

22. Узел по п. 13, в котором основание желоба образовано питающим блоком, причем питающий блок выполнен из материала, выбранного из компонентов, входящих в химический состав ванны, причем с помощью химического состава ванны питающий блок сохраняется в расплавленной солевой ванне.

23. Узел по п. 13, при этом электролизер дополнительно включает питатель, выполненный с возможностью подачи защитного осадка в желоб.

24. Способ, включающий в себя:

пропускание тока между анодом и катодом через расплавленную ванну электролита электролизера,

подачу питающего материала в электролизер для пополнения расплавленной ванны электролита по меньшей мере одним компонентом ванны,

причем подача происходит со скоростью, достаточной для поддержания содержания в ванне упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны в пределах примерно 95% от насыщения; и

с помощью стадии подачи сохранение боковой стенки электролизера, выполненной из материала, включающего упомянутый по меньшей мере один компонент ванны.

25. Способ по п. 24, включающий:

одновременно с первой стадией поддерживание ванны при температуре, не превышающей 960°С, так что боковые стенки электролизеров практически не имеют застывшей настыли.

26. Способ по п. 24, включающий: расходование защитного осадка для подачи ионов металла в ванну электролита.

27. Способ по п. 24, включающий: получение продукта-металла из упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны.